高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)章末重難點(diǎn)專題突破學(xué)案 魯科版選修3

1、第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)章末重難點(diǎn)專題突破學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.能根據(jù)晶體的組成、結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)判斷晶體類型。2.了解晶體熔、沸點(diǎn)的變化規(guī)律，理解晶體性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。3.能利用均攤法進(jìn)行晶胞的分析和計(jì)算。一、晶體類型的判斷例1(2017·北京四中高二期中)(1)判斷下列晶體類型。sii4：熔點(diǎn)為120.5 ，沸點(diǎn)為271.5 ，易水解，為_(kāi)。硼：熔點(diǎn)為2 300 ，沸點(diǎn)為2 550 ，硬度大，為_(kāi)。硒：熔點(diǎn)為217 ，沸點(diǎn)為685 ，溶于氯仿，為_(kāi)。銻：熔點(diǎn)為630.74 ，沸點(diǎn)為1 750 ，可導(dǎo)電，為_(kāi)。(2)三氯化鐵常溫下為固體，熔點(diǎn)為282 ，沸點(diǎn)為315 ，在300

2、 以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為_(kāi)(填晶體類型)。答案(1)分子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體(2)分子晶體解析(1)sii4為低熔點(diǎn)化合物，為分子晶體；晶體硼熔點(diǎn)高，硬度大，是典型的原子晶體；硒熔、沸點(diǎn)低，易溶于chcl3，為分子晶體；銻可導(dǎo)電，為金屬晶體。(2)fecl3熔、沸點(diǎn)低，易溶于水及有機(jī)溶劑，應(yīng)為分子晶體。二、晶體熔、沸點(diǎn)的比較例2下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高的順序排列的是()anh3、ch4、nacl、nabh2o、h2s、mgso4、so2cch4、h2o、nacl、sio2dli、na、k、rb、cs答案c解析c項(xiàng)中sio2是原子晶

3、體，nacl是離子晶體，ch4、h2o都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，ch4是氣態(tài)。方法規(guī)律比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體液體氣體；二是看物質(zhì)所屬類型，一般是原子晶體離子晶體分子晶體(注意：不是絕對(duì)的，如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路：原子晶體共價(jià)鍵鍵能鍵長(zhǎng)原子半徑；分子晶體分子間作用力相對(duì)分子質(zhì)量；離子晶體離子鍵強(qiáng)弱離子所帶電荷數(shù)、離子半徑。三、四種類型的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的對(duì)比例3下列有關(guān)晶體的說(shuō)法正確的是()a晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定b原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高c冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷

4、裂d氯化鈉熔化時(shí)離子鍵未被破壞答案b解析分子的穩(wěn)定性由分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定，而與分子間作用力的大小無(wú)關(guān)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；原子晶體中只存在共價(jià)鍵，共價(jià)鍵越強(qiáng)，破壞共價(jià)鍵所需的能量越多，熔點(diǎn)越高，b項(xiàng)正確；冰在融化時(shí)克服的是氫鍵和范德華力，水分子內(nèi)部共價(jià)鍵并沒(méi)有斷裂，c項(xiàng)錯(cuò)誤；氯化鈉熔化時(shí)，離子間的距離變大，離子鍵被破壞，d項(xiàng)錯(cuò)誤。四、晶胞分析及化學(xué)式的確定例4鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表、由荷蘭菲利浦實(shí)驗(yàn)室首先研制出來(lái)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是容易活化。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：則它的化學(xué)式為()alani2 bla2ni3cla2ni5 dlani5答案d解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，面心上的原子為2個(gè)晶胞所共有

5、，頂點(diǎn)上的原子為6個(gè)晶胞所共有，內(nèi)部的原子為整個(gè)晶胞所有，所以晶胞中l(wèi)a原子個(gè)數(shù)為3，ni原子個(gè)數(shù)為15，則鑭系合金的化學(xué)式為lani5。易誤警示(1)晶胞中關(guān)于粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算，關(guān)鍵是分析晶胞中任意位置的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞共有。對(duì)于由獨(dú)立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。(2)在使用均攤法計(jì)算晶胞中的微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀。不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有。如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心上的微粒依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。五、有關(guān)晶胞密度的計(jì)算例5(1)cu的一種氯化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球表示銅原子，白球表示氯原子)，該氯化物的化學(xué)式是_。若

6、該晶體的密度為 g·cm3，以na表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的邊長(zhǎng)a_ nm。(2)用晶體的x射線衍射法對(duì)cu的測(cè)定得到以下結(jié)果：cu的晶胞為面心立方最密堆積(如圖)，已知該晶體的密度為9.00 g·cm3，cu的原子半徑為_(kāi) cm(阿伏加德羅常數(shù)的值為na，只要求列式表示)。(3)一種銅金合金晶胞如圖所示(au原子位于頂點(diǎn)，cu原子位于面心)，則該合金中au原子與cu原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi)，若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則合金的密度為_(kāi) g·cm3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為na)。答案(1)cucl(2)×(3)13解析(1)晶胞

7、中銅原子的個(gè)數(shù)是4，氯原子的個(gè)數(shù)是8×6×4，所以該氯化物的化學(xué)式為cucl。根據(jù)mv可知(a×107 cm)3× g·cm3×99.5 g·mol1，解得a nm。(2)cu的晶胞為面心立方最密堆積，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有銅原子數(shù)為8×6×4，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則a3 cm3× g·cm3×na mol14×64 g·mol1，所以a，cu的原子半徑為× cm。(3)在晶胞中，au原子位于頂點(diǎn)，cu原子位于面心，該晶胞中au原子

8、個(gè)數(shù)為8×1，cu原子個(gè)數(shù)為6×3，所以該合金中au原子與cu原子個(gè)數(shù)之比為13，晶胞體積v(a×1010 cm)3，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是3、au原子個(gè)數(shù)是1，則 g·cm3 g·cm3。方法規(guī)律(1)晶體密度的求解過(guò)程：確定晶胞中微粒數(shù)(設(shè)為n個(gè))求該微粒的物質(zhì)的量(n/na)用物質(zhì)的量乘以摩爾質(zhì)量得到晶胞的質(zhì)量晶胞的質(zhì)量除以晶胞的體積得到密度。(2)在計(jì)算晶胞密度時(shí)，一定注意單位之間的換算，一般情況下邊長(zhǎng)的單位是pm，而密度的單位是g·cm3，沒(méi)有進(jìn)行單位換算或沒(méi)有正確進(jìn)行換算(即1 pm1010 cm)，則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。六、晶胞

9、中原子空間占有率的計(jì)算例6gaas的熔點(diǎn)為1 238 ，密度為 g·cm3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為_(kāi)，ga與as以_鍵鍵合。ga和as的摩爾質(zhì)量分別為mga g·mol1和mas g·mol1，原子半徑分別為rga pm和ras pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為na，則gaas晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_(kāi)。答案原子晶體共價(jià)×100%解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，as原子與ga原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，結(jié)合gaas的熔點(diǎn)知gaas是原子晶體。首先用均攤法計(jì)算出1個(gè)晶胞中含有as原子的個(gè)數(shù)為8×6×4，再通過(guò)觀察可知1個(gè)晶胞中含有4個(gè)ga原子。4個(gè)as原子和4個(gè)ga原子的總體積v14×(×1030×r×1030×r)cm3；1個(gè)晶胞的質(zhì)量為4個(gè)as原子和4個(gè)ga原子的質(zhì)量之和，即() g，所以1個(gè)晶胞的體積v2(masmga) cm3。最后由×100%即得晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率。易錯(cuò)警示計(jì)算時(shí)，若沒(méi)有注意到1個(gè)晶胞中含有4個(gè)“gaas”，則會(huì)錯(cuò)誤地按照含1個(gè)“gaas”進(jìn)行計(jì)算；若沒(méi)有注意到所給原子半徑的單位是pm，沒(méi)有進(jìn)行單位